Система автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, со .ц ржащая датчики расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию Ы контуры регулирования температуры JJJ рН среды, включающие соответственно датчик измеряемого параметра, регулятор и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с делью повьшения выхода биомассы, она снабжена датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, блоком определения расхода использованного кислорода, блоком определения экономического коэффициента и экстремальным регулятором, при этом входы блока определения экономического коэффициента соединены с датчиком расхода титрующего агента и блоком определения расхода использованного С кислорода, входы последнего соединены с датчиком расхода воздуха на (Л аэрацию и с датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, а выход блока определения экономического коэффициента соединен через экстремальный регулятор с задающим входом регулятора контура регулирования температуры. :о со

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 12 Q 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3756535/28-13 (22) 14.06.84 (46) 23. 11.85. Вюл. Р 43 (7 1) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Д.Я.Левишаускас, Ю.-К.Ю.Станишкис, В.В.Кильдишас и К.Л.Вилутис (53) 663. 132 (088.8) (56) Stan,iskis I. and Levisauskas D.

0ptimaration of Batch fermentation

proceises by graphical method.

Biotechnoiogy and Bioengineering, 1983, vol. ХХЧ, р.р. 985-990.

Авторское свидетельство СССР ф 308060, кл. С 12 q 3/00, 1969. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

ЩРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ (УЛБТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая датчики расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию

1(контуры регулирования температуры ц рН среды, включающие соответственно датчик измеряемого параметра, регулятор и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, она снабжена датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, блоком определения расхода использованного кислорода, блоком определения эконо мического коэффициента и экстремальным регулятором, при этом входы блока определения экономического коэффициента соединены с датчиком расхода титрующего агента и блоком определения расхода использованного кислорода, входы последнего соединены с датчиком расхода воздуха на аэрацию и с датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, а выход блока определения экономического коэффициента соединен через экстремальный регулятор с задающим входом регулятора контура регулирования температуры.

4 11

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для автоматического управления периоди,ческим процессом выращивания биомассы микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов.

Система автоматического управления содержит ферментер 1, контур регулирования рН среды, включающий датчик 2 рН, регулятор 3 рН и исполнительный механизм 4, установленный на линии подачи титрующего агента, контур регулирования температуры среды в ферментере 1, включающий датчик 5 температуры, подключенный к переменному входу регулятора 6 температуры, выход последнего связан с исполнительными механизмами 7 и 8, установленными соОтветственно на линиях йодачи охлаждающего и подогревающего агентов. Система содержит также датчики 9-11 соответственно расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию и концентрации кислорода в выходящих газах, блок

12 определения расхода использованного кислорода, блок 13 Определения экономического коэффициента и экстремальный регулятор 14.

Датчики 10 и 11 соответственно расхода воздуха на аэрацию и концентрацию кислорода в выходящих газах подключены к блоку 12 определения расхода использованного кислорода, выход которого подключен к блоку 13 определения экономического коэффициента, соединенного также с датчиком

9 расхода титрующего агента, а выход блока 13 определения экономического коэффициента через экстремальный регулятор 14 подключен к задающему входу регулятора 6 температуры.

Система автоматического управления периодическими процессом культивирования микроорганизмов работает следующим образом.

В ферментере 1 осуществляется процесс периодического культивирования микроорганизмов. Сигнал датчика

2 рН поступает на регулятор 3 рН, который вырабатывает непрерывный управляющий сигнал для исполнительного механизма 4, изменяющего расход

93171 титрующего агента и поддерживающего, таким образом, рН среды на заданном значении. Сигнал датчика 5 температуры поступает на переменный вхоп регулятора 6 температуры, на задающий вход последнего поступает сигнал от экстремального регулятора 14. Регулятор 6 температуры сравнивает эти сигналы и вырабатывает управляющий сигнал для исполнительных механизмов

7 и 8, изменяющих расходы соответственно охлаждающего и подогревающего агентов и изменяющих температуру среды до значения, соответствующего заданному экстремальным регулятором 14. В то же время сигналы датчика 10 расхода воздуха на аэрацию и датчика 11 концентрации кислорода в выходящих газах поступают на блок

12 определения расхода использованного кислорода. В блоке 12 расход использованного кислорода определяется по формуле 0 ° возд Ог оо д (С вЂ” С ) где Q — расход использованного

02 кислорода, Q > — расход воздуха на аэра1 цию .

Со „- концентрация кислорода

z возд в в оздухе (величина постоянная);

С вЂ” концентрация кислорода о в выходящих газах.

30

Y=Ê—

Еи ог

45 где Y — экономический коэффициент, (1 — расход использованного азоЪ та, 0 — расход использованного кис-0 лор ода;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

Из блока 13 сигнал, отражающий текущее значение экономического коэффициента, поступает на вход экстремального регулятора 14. Экстремальный регулятор на основе поступившей информации вырабатывает дискретно-постоянный управляющий

Сигналы датчика 9 расхода титрующего агента и блока 12 определения расхода использованного кислорода поступают на блок 13 определения

4Q экономического коэффициента, определяемого по формуле

119317 <

Составитель Г.БогачеваТехред О.Ващишина Корректор С. Шекмар

Редактор Н.Яцола

Заказ 7232/27 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнал, служащий заданием регулято- ру 6 температуры, таким образом, чтобы изменение температуры приводило к поддержанию экстремального значения экономического коэффициента: 5 если предыдущая коррекция управляющего сигнала на выходе экстремального регулятора привела к увеличению сигнала на его входе, последующая коррекция уровня управляющего сигнала экстремальным регулятором осуществляется в том же направлении, что и предыдущая,и наоборот.

Результаты экспериментальных исследований предлагаемой системы прн управлении периодическим процессом выращивания культуры Candida

utilis показали ее работоспособность и эффективность. В результате управления температурой при помощи данной системы получено увеличение биомассы на 3,5-47.